Bright SPARC: Bisakah para ilmuwan MIT mewujudkan tenaga fusi menjadi kenyataan?

Kami menggunakan cookie untuk memberikan Anda pengalaman terbaik. Jika Anda terus menggunakan situs web kami, kami akan menganggap bahwa Anda setuju untuk menerima semua cookie di situs web ini.

Perusahaan minyak Italia, Eni, menginvestasikan $50 juta di Commonwealth Fusion Systems, sebuah perusahaan rintisan dari MIT yang berkolaborasi dengan institut tersebut dalam pengembangan magnet superkonduktor untuk menghasilkan energi tanpa karbon dalam eksperimen tenaga fusi yang disebut SPARC. Julian Turner mendapatkan informasi lengkap dari CEO Robert Mumgaard.

Jauh di dalam aula-aula suci Massachusetts Institute of Technology (MIT), sebuah revolusi energi sedang berlangsung. Setelah puluhan tahun kemajuan, para ilmuwan percaya bahwa tenaga fusi akhirnya siap untuk mengambil alih dan bahwa tujuan utama energi tanpa batas, tanpa pembakaran, dan tanpa karbon mungkin sudah dalam jangkauan.

Raksasa energi Italia, Eni, juga memiliki optimisme yang sama, dengan menginvestasikan €50 juta ($62 juta) dalam proyek kolaborasi dengan Plasma Fusion and Science Center (PSFC) MIT dan perusahaan swasta Commonwealth Fusion Systems (CFS), yang bertujuan untuk mempercepat pengintegrasian tenaga fusi ke jaringan listrik dalam waktu sesingkat 15 tahun.

Pengendalian fusi, proses yang memberi energi pada matahari dan bintang-bintang, terhambat oleh masalah yang sudah lama ada: meskipun praktik ini melepaskan sejumlah besar energi, proses ini hanya dapat dilakukan pada suhu ekstrem jutaan derajat Celcius, lebih panas daripada pusat matahari, dan terlalu panas untuk ditahan oleh material padat apa pun.

Akibat tantangan dalam menjaga bahan bakar fusi dalam kondisi ekstrem ini, eksperimen tenaga fusi hingga saat ini beroperasi dengan defisit, menghasilkan energi yang lebih sedikit daripada yang dibutuhkan untuk mempertahankan reaksi fusi, dan oleh karena itu tidak mampu menghasilkan listrik untuk jaringan listrik.

“Penelitian fusi telah dipelajari secara ekstensif selama beberapa dekade terakhir, menghasilkan kemajuan dalam pemahaman ilmiah dan teknologi untuk tenaga fusi,” kata CEO CFS Robert Mumgaard.

“CFS mengkomersialkan fusi menggunakan pendekatan medan tinggi, di mana kami mengembangkan magnet medan tinggi baru untuk membuat perangkat fusi yang lebih kecil menggunakan pendekatan fisika yang sama dengan program pemerintah yang lebih besar. Untuk melakukan ini, CFS bekerja sama erat dengan MIT dalam proyek kolaboratif, dimulai dengan pengembangan magnet baru.”

Perangkat SPARC menggunakan medan magnet yang kuat untuk menahan plasma panas – yaitu campuran gas partikel subatomik – agar tidak bersentuhan dengan bagian mana pun dari ruang vakum berbentuk donat.

“Tantangan utamanya adalah menciptakan plasma pada kondisi yang memungkinkan terjadinya fusi sehingga menghasilkan daya lebih besar daripada yang dikonsumsi,” jelas Mumgaard. “Hal ini sangat bergantung pada subbidang fisika yang dikenal sebagai fisika plasma.”

Eksperimen kompak ini dirancang untuk menghasilkan sekitar 100MW panas dalam pulsa sepuluh detik, setara dengan daya yang digunakan oleh sebuah kota kecil. Namun, karena SPARC adalah sebuah eksperimen, ia tidak akan mencakup sistem untuk mengubah energi fusi menjadi listrik.

Para ilmuwan di MIT memperkirakan daya yang dihasilkan akan lebih dari dua kali lipat daya yang digunakan untuk memanaskan plasma, akhirnya mencapai tonggak teknis utama: energi bersih positif dari fusi.

“Fusi terjadi di dalam plasma yang ditahan dan diisolasi menggunakan medan magnet,” kata Mumgaard. “Secara konseptual, ini seperti botol magnet. Kekuatan medan magnet sangat berkaitan dengan kemampuan botol magnet untuk mengisolasi plasma sehingga dapat mencapai kondisi fusi.”

“Oleh karena itu, jika kita dapat membuat magnet yang kuat, kita dapat membuat plasma yang dapat menjadi lebih panas dan lebih padat dengan menggunakan daya yang lebih sedikit untuk mempertahankannya. Dan dengan plasma yang lebih baik, kita dapat membuat perangkat yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola untuk dibangun dan dikembangkan.”

“Dengan superkonduktor suhu tinggi, kita memiliki alat baru untuk membuat medan magnet yang sangat kuat, dan dengan demikian botol magnet yang lebih baik dan lebih kecil. Kami yakin ini akan membawa kita ke fusi lebih cepat.”

Mumgaard merujuk pada generasi baru elektromagnet superkonduktor berdiameter besar yang berpotensi menghasilkan medan magnet dua kali lebih kuat daripada yang digunakan dalam eksperimen fusi yang ada, sehingga memungkinkan peningkatan daya per ukuran lebih dari sepuluh kali lipat.

Terbuat dari pita baja yang dilapisi dengan senyawa yang disebut yttrium-barium-tembaga oksida (YBCO), magnet superkonduktor baru ini akan memungkinkan SPARC untuk menghasilkan daya keluaran fusi sekitar seperlima dari ITER tetapi dalam perangkat yang volumenya hanya sekitar 1/65.

Dengan mengurangi ukuran, biaya, jangka waktu, dan kompleksitas organisasi yang dibutuhkan untuk membangun perangkat energi fusi bersih, magnet YBCO juga akan memungkinkan pendekatan akademis dan komersial baru untuk energi fusi.

“SPARC dan ITER keduanya adalah tokamak, yaitu jenis botol magnetik khusus yang didasarkan pada pengembangan ilmu dasar fisika plasma yang ekstensif selama beberapa dekade,” Mumgaard menjelaskan.

“SPARC akan memanfaatkan magnet superkonduktor suhu tinggi (HTS) generasi berikutnya yang memungkinkan medan magnet jauh lebih tinggi, sehingga memberikan kinerja fusi yang ditargetkan dengan ukuran yang jauh lebih kecil.

“Kami yakin ini akan menjadi komponen kunci untuk mencapai fusi nuklir dalam skala waktu yang relevan dengan iklim dan sebagai produk yang menarik secara ekonomi.”

Mengenai jangka waktu dan kelayakan komersial, SPARC merupakan evolusi dari desain tokamak yang telah dipelajari dan disempurnakan selama beberapa dekade, termasuk pekerjaan di MIT yang dimulai pada tahun 1970-an.

Eksperimen SPARC bertujuan untuk membuka jalan bagi fasilitas pembangkit listrik fusi sejati pertama di dunia dengan kapasitas sekitar 200MW listrik, setara dengan sebagian besar pembangkit listrik komersial.

Terlepas dari skeptisisme yang meluas seputar energi fusi – Eni memiliki visi ke depan untuk menjadi perusahaan minyak global pertama yang berinvestasi besar-besaran di bidang ini – para pendukung percaya bahwa teknik ini berpotensi memenuhi sebagian besar kebutuhan energi dunia yang terus meningkat, sekaligus mengurangi emisi gas rumah kaca.

Skala yang lebih kecil yang dimungkinkan oleh magnet superkonduktor baru berpotensi memungkinkan jalur yang lebih cepat dan lebih murah untuk menghasilkan listrik dari energi fusi ke jaringan listrik.

Eni memperkirakan biaya pengembangan reaktor fusi 200MW hingga tahun 2033 akan mencapai $3 miliar. Proyek ITER, sebuah kolaborasi antara Eropa, AS, Tiongkok, India, Jepang, Rusia, dan Korea Selatan, telah mencapai lebih dari setengah jalan menuju targetnya, yaitu uji plasma superpanas pertama pada tahun 2025 dan fusi daya penuh pertama pada tahun 2035, dengan anggaran sekitar €20 miliar. Seperti halnya SPARC, ITER dirancang untuk tidak menghasilkan listrik.

Jadi, dengan jaringan listrik AS yang beralih dari pembangkit listrik tenaga batu bara atau fisi berkapasitas 2GW-3GW menuju pembangkit listrik berkapasitas 100MW-500MW, dapatkah tenaga fusi bersaing di pasar yang ketat – dan, jika ya, kapan?

“Masih ada penelitian yang perlu dilakukan, tetapi tantangannya sudah diketahui, inovasi baru menunjukkan jalan untuk mempercepat prosesnya, pemain baru seperti CFS membawa fokus komersial pada masalah ini, dan ilmu dasarnya sudah matang,” kata Mumgaard.

“Kami percaya bahwa fusi lebih dekat dari yang dipikirkan banyak orang. Nantikan terus.” jQuery( document ).ready(function() { /* Carousel Perusahaan */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });

DAMM Cellular Systems A/S adalah salah satu pemimpin dunia dalam sistem komunikasi Terrestrial Trunked Radio (TETRA) dan digital mobile radio (DMR) yang andal, tangguh, dan mudah diskalakan untuk pelanggan industri, komersial, dan keamanan publik.

DAMM TetraFlex Dispatcher menawarkan peningkatan efisiensi dalam organisasi yang mengoperasikan sejumlah pelanggan yang membutuhkan perintah, kendali, dan pemantauan melalui komunikasi radio.

Sistem Pencatatan Suara dan Data DAMM TetraFlex menawarkan fungsi perekaman suara dan data yang komprehensif dan akurat, serta berbagai fasilitas pencatatan CDR.

Green Tape Solutions adalah perusahaan konsultan Australia yang berspesialisasi dalam penilaian, persetujuan, dan audit lingkungan, serta survei ekologi.

Saat Anda ingin meningkatkan kinerja dan keandalan pembangkit listrik Anda, Anda memerlukan pengalaman simulasi yang tepat untuk mencapai tujuan tersebut. Satu perusahaan berdedikasi untuk menghasilkan simulator pembangkit listrik yang realistis, yang memastikan personel Anda memiliki pengetahuan yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pembangkit listrik Anda dengan aman dan efisien.


Waktu posting: 18 Desember 2019
Obrolan Online WhatsApp!